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西津水电站水情测报系统
发布时间:2015/5/12 15:47:55
      广西西津水电厂水情自动测报系统是西津水电厂计算机监控系统的组成部份,也是广西电力系统水调自动化控制系统重要的基站之一。   系统由数据采集、应用平台、水务计算、洪水预报、水库调度等部分组成。数据采集子系统由南宁以上8个卫星遥测站、1个VHF中继站、南宁以下库区10个水位雨量VHF测报站组成: 卫星遥测站:百色、田东、隆安、宁明、龙州、新和、崇左、扶绥; VHF中继站:军山中继站; VHF测报站:南宁、五塘、军山、邕宁、峦城、新福、露圩、那楼、上、下游。

改造原因

      广西西津水电厂原有的水情自动测报系统已运行多年,其中的8个遥测站是采用海事卫星的通信方式(基于新加坡地面站完成数据发送),10个遥测站是采用VHF通信方式,且在军山设有一个中继站。从2006年9月25日起由于卫星地面站运营商已不再向我厂提供服务,海事卫星站点已不能向中心站正常发送水情数据;军山中继站由于受到其他设备的干扰(电信公司、广电网络公司在军山中继站旁新建两个基站),从2006年12月3日起库区的8个VHF遥测站也不能通过中继站向中心站发送水情数据,而且要让新建的基站搬迁是不太可能的。因此只有对测站的通讯方式进行相应的技术改造,才能使水情自动测报系统正常运行。

改造范围

      广西西津水电厂原有的水情自动测报系统已运行多年,其中的8个遥测站是采用海事卫星的通信方式(基于新加坡地面站完成数据发送),10个遥测站是采用VHF通信方式,且在军山设有一个中继站。从2006年9月25日起由于卫星地面站运营商已不再向我厂提供服务,海事卫星站点已不能向中心站正常发送水情数据;军山中继站由于受到其他设备的干扰(电信公司、广电网络公司在军山中继站旁新建两个基站),从2006年12月3日起库区的8个VHF遥测站也不能通过中继站向中心站发送水情数据,而且要让新建的基站搬迁是不太可能的。因此只有对测站的通讯方式进行相应的技术改造,才能使水情自动测报系统正常运行。 
      在充分分析目前遥测站设备的老化程度和功能需求的基础上,本次遥测站的技术改造主要是针对8个海事卫星遥测站和7个VHF遥测站进行。对于坝上、坝下水位站,由于水情数据不通过中继站而直接发送到中心站,运行不受到影响,因此通信方式保留原采用的VHF,不作调整;撤销军山雨量站。本次遥测站技术改造主要包括以下内容: 
      通信终端的改造:由原来的海事卫星通信方式和VHF通信方式整体改造为GSM通信方式; 
      数据采集器改造:采用新型的数据采集器来满足通信方式的调整; 
      其他辅助设备改造:由于设备的调整,从而需要对已有的安装设备进行调整,比如接线面板、支架、线缆以及现场设备接入调整等,保留原有的太阳能板和免维护蓄电池。 
相应的中心站需要进行如下调整: 
      增加GSM通信的接收终端; 
      增加GSM通信终端与通信服务器串口通信设备,已有MOXA串口卡; 
      增加现场维护与参数设置的终端; 
      中心站数据采集软件增加GSM通信的数据接收软件。

改造后的遥测站、中心站满足以下功能:

      具有自报式传输体制,支持应答式查询功能; 

      遥测站能自动实时采集、存储雨量及水位数据,并可人工置数,具备增量自报和定时自报功能。 
      具备水位、雨量自动采集功能,能自动采集到水位计1cm的水位变化值和1mm的降雨量;水位采样间隔可编程设置,并具有数字滤波功能。 
      具备定时自报功能,按预先设置的定时时间间隔(如每日以1、2、4、8、12、24h任意选定的间隔时间),向中心站发送当前的水位、雨量数据,同时包括测站站号、时间、电池电压、报文类型等参数。 
      具备增量自报功能:在规定的时段内水位变幅以及降雨量超过设定值时,自动加报。时段和设定值可编程,如雨量自动增量定为5mm,水位自动增量定为0.05m。当达到变化此值时,自动将雨量累积值和水位当前值发送到中心站。通过中心站可修改雨量和水位增量值。 
      具备现场或远地编程的功能,可在现场或远地对设备进行各项参数设置或读取操作,也可用便携式计算机提取存储的数据。

      具备自动校时功能。

      具备自维护功能,具有定时工况报告、低电压报警、掉电?;ひ约白远次坏认钭晕すδ?。 
      通信采集进程配合,完成对所有水情遥测站点采集数据的接收与处理,支持遥测站短信通信方式接入; 
      可以通过GSM技术定时或应答式发送各类水情报警信息、电网水调信息及全网运行信息等,使生产管理人员随时随地了解电网水电生产运行状况,为远程监视、决策、指挥提供灵活方便的手段。 
      可根据权限对所有GSM遥测站实现远程控制; 
      可定制短消息服务; 
      根据定义级别,实现短消息报警。

通信方式选择

      根据招标文件的要求本系统选用移动的GSM作为主通信信道。

遥测站功能

      遥测站是系统的基础单元,主要完成水雨情数据的实时采集和传输,具体功能要求如下: 
       1、能自动采集遥测站的雨量、水位数据; 
       2、雨量、水位数据实现固态存储(存储间隔时间可编程)。 
       3、可通过RS232C口或通信信道,现地或远程读取固态存储数据; 
       4、能以定时自报和事件自报方式向中心站自动发送雨量、水位数据; 
       5、具有自动加报功能; 
       6、当水位变化量在规定的时间内超过设定值时,自动向中心站发送(时间间隔、水位变化量均可编程); 
       7、数据传输可采用双信道主备方式,当主信道传输出现故障时,能自动切换到备用信道传输,保证遥测站至中心站数据传输网的畅通; 
       8、可在现场或远地对遥测站设备的时校正、传输路径、报送间隔等各项运行参数进行编程设置; 
       9、可随时或定时响应中心站的召测和查询; 
       10、具有工况报告和电压报警功能; 
       11、具有有效、可靠的自?;ご胧?。 
遥测站结构
      为保证系统可靠、有效地运行,必须应用新的自动测报技术、现代通信技术和远地编程控制技术。各遥测站均采用测、报、控一体化的结构设计。通常遥测站主要由几下几部分组成:数传设备、自动监控及数据采集终端(RTU)、电源组件、各类传感器等部分组成。其结构框图如下图所示。


遥测站设备结构图

中心站结构
      水情测报系统的中心站由天馈线、通信机、计算机、集线器、不间断电源、防雷设备和系统软件、应用软件等组成。计算机根据需要可选用不同档次的工作站和服务器。 
      系统的中心站能实时接收并显示各遥测站的累积雨量值和实时水位值,并对接收的数据和格式进行合理性校验、分类、格式化、分时段处理等一系列工作;中心站还能对接收的数据建立数据库;中心站还具有显示并打印各种数据文件和图表、并以此绘制各种图形的功能;中心站具有纠错、插补功能,同时可显示各遥测站的运行状态、流域图、雨量图和水位过程线等,还可实现数据的单站查询、多站查询和时间查询,同时生成水情日报、日、月、年雨量统计报表,月、年测报次数统计报表等。 
      中心站计算机网络采用基于客户机/服务器模式的局域网,易于以后的扩展,?;は钟型蹲?。本系统的中心站设在西津电厂主监控机房。
水情遥测系统测站集成
      集成要求 
       ⑴ 雨量测量采用现有翻斗式雨量计自动采集。 
       ⑵ 水位测量采用现有浮子式水位计自动采集。 
       ⑶ 流量采用现有水位站点水位流量关系曲线,自动发送水位,通过水位流量关系查算流量。 
       ⑷ 数据传输采用GSM方式。 
       ⑸ 各测站采用太阳能浮充蓄电池电源系统。 
       ⑹采取现有测站的防雷避雷措施。 
      各测站根据测站的类型及条件,按上述要求制定集成方案,配置设施及设备。 
水位站设备配置 
      数据采集器(EC200)×1套 
      短信终端×1套(含天馈线) 
      水位计×1套 
      电源系统×1套 
      设备机箱×1套 
      雨量站设备配置 
      数据采集器(EC200)×1套 
      短信终端×1套(含天馈线) 
      雨量计×1套 
      电源系统×1套 
      设备机箱×1套 
      中心站遥测通信网设备配置 
      短信终端×1套(含天馈线)
      直流稳压电源(15A/12V)×1套 
      中心服务器 
      中心站及应用软件
      中心站结构和功能 
中心站功能
      中心站的主要任务是:接收系统内各遥测站采集、传输的水雨情数据;对接收的数据进行处理加工,保存;建立水情实时和历史数据库、系统运行档案等数据库,并进行洪水预报作业;为水电站的施工建设、运行管理、水库调度提供水雨情信息;为干流各梯级水库的联合调度交换信息,共享资源。 
数据接收及监控集成设计 
      数据接收及监控设备结构
      中心的数据接收及对所辖测站的监控管理均通过中心站数据接收/监控计算机、GSM通信设备来完成。数据接收/监控计算机与中心站局域网相连接。其结构如图6-1所示。


      注:其中PSTN为可扩展的备用信道。 
      图:中心站数据接收和系统监控结构图 
数据接收及监控软件结构和功能
      中心站数据接收/监控软件的逻辑结构可分为通信控制及数据接收、原始数据库、数据检索查询及输出三层。 
软件的主要功能如下: 
      1. 实时数据接收处理 
       ⑴ 通过GSM信道实时接收遥测站的雨情、水情、电压等各种数据信息。 
       ⑵ 将实时接收到的水情信息进行合理性检查分析、排错,把合理的数据分类整理后,以统一的格式存入数据数据库中。并自动导入原有水情数据库系统。

      2.对遥测站进行远程控制和管理 
       ⑴ 具有随机召测功能??赏ü鼼SM查询和召测遥测站的数据。 
       ⑵ 能记录每次巡测/召测/实时接收发出的所有指令和接收的信息,对每条信息都标上其发生时刻标识,把这些跟踪遥测系统运行轨迹的信息存入遥测系统运行档案数据库。然后对接收回来的水情数据信息进行合理性检查分析、排错,把合理的数据分类整理并存入相应的数据库中,另外,把电源报警、设备故障等各种数据信息存入遥测系统运行档案数据库。 
       ⑶ 远地编程功能??啥砸巴庖2庹窘性兜乇喑?,设置参数,改变运行状态等。 
       ⑷ 能以广播方式对各遥测站校对时钟。 
      3.查询和实时数据库的维护 
       ⑴ 能查询、显示、打印各种水情数据。 
       ⑵ 能查询、显示各个测站的状态。 
       ⑶ 能查询、显示各个测站实时接收数据。 
       ⑷ 将接收到的最新数据定时写入后台数据库中。

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